国际研究小组采用新型掺杂策略设计出一种过氧化物太阳能模块

导读：意大利罗马Tor Vergata大学领导的研究小组制造出了一种总有效面积为42．8cm2、孔径面积为50平方厘米的过氧化物太阳能模块。该电池板由20％效率的过氧化物电池串联成14个系列，在85℃的热应力下经过800小时后，仍能保持90％的初始效率。

一个国际研究小组采用了一种新型的掺杂策略设计出了一种过氧化物太阳能模块，据称与其他过氧化物基器件相比，该模块可以实现更高的效率，同时还能保持显著的工作稳定性。

虽然过氧化物太阳能电池看起来已经走在了量产的道路上，但由于人们对空穴传输层（HTL）的稳定性及其对大气条件的敏感性的担忧，人们对该技术的兴趣仍然受到影响。

科学家们表示他们能够改变掺有聚三芳胺（PTAA）的空穴传输层材料（HTM）的分子量（MW）。他们解释说：“功率转换效率作为MW的函数的单调增加与开路电压（VOC）、短路电流（JSC）和填充因子（FF）的类似增加有关。通过这种方法，HTL内部的电荷迁移率和过氧化物／HTL界面的电荷传输增加了一个数量级。”

他们表示这一改进是通过掺杂策略和MW调谐的共同作用，在聚合物链上实现了极子脱位。科学研究中指出，在过氧化物太阳能电池中形成极子是使这种电池变得特别高效的可能因素，尽管极子作用背后的机制完全未知。极子是材料原子晶格中的一种瞬息万变的畸变，在几万亿分之一秒的时间内，在移动电子周围形成，然后消失。

在总有效面积42．8平方厘米、孔径面积50平方厘米的基础上，用20％效率的过氧化物电池串联成14个系列，构建了17％效率的面板。HMW PTAA层中脱焦极子的增加不仅为器件的高效率提供了重要贡献，而且对底层的过氧化物晶格产生了积极影响，从而提高了其整体稳定性。据称，该电池在85摄氏度下经过1080小时的热应力后，仍能保持90％以上的初始效率，在160小时的暴露后，仍能保持87％的初始效率。该电池板在85摄氏度热应力800小时后仍能保持90％以上的初始效率。

该模块在《纳米能源》上发表的论文“通过可调聚合物空穴传输层的极化子排列实现了超过17％的稳定钙钛矿型太阳能模块”中进行了介绍。该研究小组包括来自意大利罗马Tor Vergata大学、伦敦大学学院和英国剑桥大学以及德国马克斯—普朗克聚合物研究所的科学家。

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